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“研究人员揭示硅中两量子比特计算的准确性”

发布日期:2021-06-24 20:12:02 浏览:

历史上第一次,研究人员测量了硅中双量子位逻辑运算的保真度,即准确度,取得了非常有希望的结果,可以扩展到全尺寸量子解决方案。

这项研究由andrew dzurak教授的团队在新南威尔士大学工程学院完成,今天发表在《自然》杂志上。

实验由电子工程专业的博士生wister huang和新南威尔士大学的高级研究员henry yang博士进行。

所有的量子计算都可以由一个量子位运算和两个量子位运算组成。 这些是量子计算的中心构造块。 dzurak教授说。

有了这个,必要的计算什么都能做。 但是,这两种操作都必须非常准确。

年,dzurak团队首先在硅芯片上构建了量子逻辑门,可以在两个量子比特新闻之间进行计算,消除了使硅量子计算机成为现实的关键障碍。

此后,世界各地的许多团体展示了硅中的双重量子比特门。 但是,直到今天具有里程碑意义的论文,这个双量子位门的真正正确性还不清楚。

准确性对于量子成功是重要的

富达是一个重要的参数,决定了量子比特技术的可行性。 在量子比特操作接近完美的情况下,你利用量子计算的巨大力量,只允许微小的误差。 杨博士说。

在这项研究中,该团队实施并执行了基于clifford的忠实度基准测试。 该技术判断了所有技术平台的量子位精度,平均表明两个量子位的栅极保真度为98%。

通过表达和减轻第一误差源,我们实现了这样高的保真度,提高了闸门的保真度。 这使得我们的双量子器件能够在我们的双量子位器件上执行相当长的随机基准序列――50多个门操作。 黄先生,是论文的第一作者。

量子计算机可以更快地执行更多复杂的计算,包括当今计算机无法处理的问题,因此将来会有广泛的重要APP。

但是,许多重要的APP应用需要数百万个量子位,同时必须修正量子误差。 即使很小,dzurak教授也会说。

为了实现纠错,量化比特本身首先必须非常准确。 这是因为判断它们的忠实性很重要。

你的量子比特越准确,需要的就越少。 因此,我们越早开始施工和制造,就越能实现全尺寸的量子计算机。

确认硅是要走的路

研究人员表示,这项研究进一步表明,硅最适合作为技术平台扩展到通用量子计算所需的大量量子比特。 硅已经成为世界计算机领域近60年的核心,其性能已经得到了很好的理解,因此现有的硅芯片生产设施很容易适应这一技术。

“研究人员揭示硅中两量子比特计算的准确性”

如果我们的保真度值过低,那将对硅量子计算的未来意味着严重的问题。 那个接近99%的事实是,把它放在我们需要的范围内,同时有进一步改善的前景。 正如我们预测的那样,结果很快就表明硅是一个全尺寸量子计算的可行平台,dzurak教授说。

“研究人员揭示硅中两量子比特计算的准确性”

我们认为,在不久的将来,我们将获得更高的保真度,开辟了全尺寸、容错的量子计算之路。 我们现在处于2量子位精度的边缘。 这对量子误差校正来说足够高了。

在另一篇论文中——最近发表在《自然》杂志上,其封面刊登了杨博士的第一作者。 这个团队也凭借硅量子点取得了世界上最准确的1-qubit门记录,保真度为99.96%。

除了硅量子比特的自然特征之外,我们能取得如此令人印象深刻的成果的一个重要原因是我们在新南威尔士大学有一支优秀的队伍。 我的学生wister和杨博士很有才能。 他们亲自构思了这个复合体进行这个基准实验所需的协议,dzurak教授说。

“研究人员揭示硅中两量子比特计算的准确性”

今天自然报纸的其他作者有新南威尔士大学的研究者tuomo tanttu、ross leon、fay hudson、andrea morello和arne laucht、前dzurak团队成员kok wai chan、bas hensen、和

新南威尔士大学工程学院院长马克霍夫曼教授表示,这一突破是世界领先团队将量子计算从理论范围扩大到现实范围的另一证据。

量子计算是本世纪的太空竞赛。 悉尼领导着这一指责。 霍夫曼教授说。

这个里程碑是实现大规模量子计算机的另一步,加强硅是一个非常有吸引力的方法,我相信它将首先使新南威尔士大学成为现实。

基于硅cmos技术的自旋量子比特dzurak教授团队开发的特定做法——由于长相干时间和利用现有集成电路技术制造实际需要的大量量子比特的潜力,对量子计算有很大的期望。 应用。

dzurak教授领导了澳大利亚第一个利用量子计算企业silicon quantum computing推进硅cmos量子比特技术的项目。

我们最新的成果使我们接近了商业化这一技术。 我的团队是制作可以实用的量子芯片。 dzurak教授说。

全尺寸量子解决方案在金融、安全和医疗保健行业拥有最重要的APP。 大大加快药物化合物的计算机辅助设计可以帮助识别和开发新药,从而更快地开发从电子产品到飞机的新材料、轻量化、开发更强大的材料、利用大数据库进行新闻检索。

本文:《“研究人员揭示硅中两量子比特计算的准确性”

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